城市污水处理厂实施清洁生产的主要途径

吴育津

苏州市环科环保技术发展有限公司，江苏苏州 215007

清洁生产是一种新的发展战略，在产品生命周期的各个阶段运用相关的理论和技术来采取“预防”措施，通过生产技术、生产流程、运营管理、产品与物流、能源、信息等要素的有机结合，优化运营模式，实现最小的环境影响、最少的资源、最少的能源使用，最佳的管理模式以及最优化的经济增长水平。更重要的是，良好的环境作为经济的载体，能够更好地支持经济发展，为社会经济活动提供必要的资源和能源，实现经济的可持续发展。文章结合实例，对城市污水处理厂实施清洁生产的主要途径进行简要分析，以此为相关行业提供参考[2]。

1 推行清洁生产的重要意义

第一，清洁生产是控制环境污染的有效手段。城市污水处理厂的清洁生产，彻底改变了过去被动和落后的污染控制方法，强调污染应在生产前减少，即在产品的生产和生产过程中，直至在售后服务中减少污染物及不利影响。近年来，国内外实践证明，清洁生产倡议具有污染治理效率高、经济效益好、实施方便等特点。

第二，清洁生产可大大减少末端处理的负担。末端处理是目前国内外控制污染的主要手段，但是成本较高。通过实施清洁生产，可以从源头上控制污染物的产生，从而降低末端处理设施的建设投资和日常运营成本。

第三，通过实施清洁生产、提高工业效率、发展清洁技术、原材料和能源、更新和替代对环境有害的产品和材料，实现环境保护和资源的有效管理。

2 城市污水处理厂实施清洁生产的主要途径

2.1 企业概况

昆山市某污水处理厂一期投资1500万元，占地面积约为12000m2，设计规模为5000m3/d，实际建成规模为2500m3/d，2007年4月建成投入运行。该厂采用倒置A2/O处理工艺，即缺氧-厌氧-好氧法。厂内设有进水泵房、曝气沉砂池、曝气池、二沉池、无阀滤池、消毒池、污泥脱水机房、鼓风机房等主要污水处理设施。厂里设有水质化验室，用于COD、氨氮、总磷等常规指标的日常检测。尾水排放口安装自动计量装置、COD在线监测仪，与当地环保局联网。该污水处理厂注重日常管理，建立完善的安全生产和环境管理制度，厂区内道路整洁，草木葱茏，绿化率达60%以上，是一座园林式的污水处理厂。

2.2 污水处理工艺流程

昆山市某污水处理厂采用倒置A2/O处理工艺。倒置A2/O工艺的三个工艺段（缺氧段、厌氧段、好氧段）作用如下：（1）缺氧段：微生物利用水中的有机物作为碳源，对回流污泥带来的硝酸盐氮进行反硝化。形成N2或NxOy，逸至大气中以达到脱氮的目的。（2）厌氧段：水中溶解氧和氮合氧均已消耗，处于厌氧状态，聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中的易降解COD，同时释放磷酸盐。（3）好氧段：前半部分主要降解污水中的有机物，过量吸收磷，在有氧区后期，BOD明显降低，BOD/TKN值降低有利于硝化细菌的生长，主要是硝化反应。

2.3 企业实施清洁生产存在的问题分析

为了充分了解污水厂的实际情况，在污水处理厂内内寻求和发现清洁生产的潜力和机会，并为确定审核重点作好准备工作。清洁生产审核小组结合现状调研结果，对污水厂运行全过程进行现场考察，发现厂内目前主要存在的问题如下：第一，尾水排放不能满足现行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准和《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要污染物排放限值》（DB 32/T1072—2007）标准的要求，需增加必要的深度处理工艺；第二，企业消耗电能较大，需要对部分设备进行更换或进行节能措施整改，另外，还缺乏相关先进的监测分析设备[3]。

2.4 企业实施清洁生产的主要途径

2.4.1 确定清洁生产审核重点

根据清洁生产审核要求，结合污水厂运行情况，以实现节能降耗，减少污染物排放目的，通过考察该污水处理厂的运行现状，全面整理和分析所收集到的相关资料，结合整个污水处理工艺流程的污染物产生量、能耗量等内容，来确定该污水厂清洁生产审核的重点。按照《江苏省太湖污染防治条例》和《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要污染物排放限值》（DB 32/T1072—2007）要求，结合清洁生产审核重点的基本原则，从废弃物产生量、原料及有毒有害物质、能源、资源的消耗、生产效率提高以及工作积极性等方面考虑，采用直接判断法，把尾水的深度处理定为清洁生产审核重点。

2.4.2 提出并实施无（低）费方案

按照清洁生产“边审边实施”的原则，及时取得成果，滚动开展审计工作。从原材料、产品、能源供应与用水、生产工艺与设备维护、控制流程、生产管理、废弃物处理与回收等八个方面入手筛选出4项清洁生产无（低）费方案。

方案一：使用节能灯替代传统灯具；

方案二：脱水污泥经编织袋密封后外运处理；

方案三：污泥脱水机房地面开凿排水通道；

方案四：购置一台新的超声波流量计替换原有设备。

2.4.3 清洁生产审核重点的工艺流程

由于工农业的高速发展及部分生活污水的直排，水体富营养化形势严峻，造成富营养化的主要污染物是磷和氮，所以对城市污水厂的氮磷排放要求也将更加严格。某处理厂原设计尾水排放的一级B标准已不能满足要求，必须进行升级改造，对尾水采取一定的深度处理，以进一步减少污染物向自然水体的排放，其可选的处理方案如下：

方案一：混凝、沉淀、过滤处理＋消毒；

方案二：微絮凝反应＋过滤处理＋消毒（或管道混合＋过滤处理＋消毒）；

方案三：膜处理即微滤＋反渗透双膜法处理＋消毒；

方案四：微絮凝反应＋转盘式微过滤器处理＋消毒。

鉴于某污水处理厂的原水水质和出水水质要求，对二沉池排出的尾水需进一步去除悬浮物和总磷，经研究决定采用常规絮凝、沉淀、过滤三级处理工艺，另增加紫外消毒，使出水指标由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B标准提高到一级A标准。尾水深度处理的审核目标为悬浮物和总磷的排放量削减。

工艺流程说明：处理流程主要去除的指标为悬浮物和总磷，前端二沉池出水投加混凝剂PAC后经提升泵提升，在泵出水管道上设管道混合器并在此投加絮凝剂PAM混合后进入反应沉淀池，反应沉淀池提供了长达7min的反应时间，有利于微小悬浮物的重复凝聚增大，反应充分矾花增大后，通过斜管沉淀进行固液分离。反应沉淀池出水经配水槽进入后续的流砂过滤器过滤，底部沉淀的污泥通过重力排泥管就近排入污水厂的污泥处理系统。流砂过滤器主要用于去除水中没有来得及沉淀的悬浮物，洗砂水排入污水厂前端重新处理，过滤水达标排放[4]。

2.4.4 建立物料平衡

对审核重点的整个生产过程的输入输出物流进行实测，为物料平衡提供基础数据。审核小组在污水厂领导和相关部门的支持和配合下，现场核实了尾水深度处理各操作单元的工艺操作记录和设备运行记录，制定了切实可行的物流测试计划，先后对“混凝沉淀＋匀质过滤”工艺输入输出物流进行了实测。根据实测数据，进行了物料平衡计算，从而较全面地掌握尾水深度处理过程中的物料损耗和废弃物产生情况。根据上述物料输入输出的实测结果，建立尾水深度处理过程的物料平衡，具体结果为输入：912500t/a废水，PAC20t/a，PAM5t/a；输出：水分挥发84250t/a，进入污泥664.95 t/a，尾水排放813000t/a。

2.5 持续实施的清洁生产项目

增加节能灯使用；污水提升泵、风机等设备安装变频控制；继续引进节能减排技术，节省能源；进一步完善管理体系，并监督落实；增加报警装置，在进出水口的监测仪表上设置合理的报警上限，以便工艺人员及时调整，提高出水合格率。提高回用水使用率，如用于厂区绿化的浇灌、城市杂用水和工业冷却用水；进一步增加污水管网覆盖面，提高污水处理率。

3 结语

从清洁生产各项指标来看，经济效益最终会体现出来，这是清洁生产的生命力。由于污水厂与一般生产企业性质不同，其更加注重的是环境效益。污水厂的集中处理与企业分散处理相比，污水处理率高并降低了处理费用，也可以说为企业节约成本，创造间接经济效益。通过清洁生产审核，昆山市某污水处理厂有了一个良好开端，决心在今后的工作中不断总结和提高清洁生产水平，推动清洁生产工作向更深层次发展。使清洁生产工作更好，争取更大的环境及经济效益。